CH685580A5 - Apparatus for copying transparent image originals. - Google Patents

Description

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CH 685 580 A5 CH 685 580 A5

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Beschreibung description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kopieren von transparenten Bildvorlagen auf lichtempfindliches Material nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. The invention relates to a device for copying transparent image originals onto light-sensitive material according to the preamble of claim 1.

Bei fotografischen Aufnahmen, die in einzelnen Bereichen grosse Helligkeitsunterschiede beinhalten, sind oftmals die erstellten Kopien in den hellen Bereichen überbelichtet oder aber in den dunkleren Bereichen unterbelichtet. Dadurch werden Einzelheiten oder feinere Strukturen auf dem Papierbild sehr schlecht oder gar nicht mehr erkennbar wiedergegeben. In the case of photographic recordings which contain large differences in brightness in individual areas, the copies made are often overexposed in the bright areas or underexposed in the darker areas. As a result, details or finer structures on the paper image are reproduced very poorly or not at all.

In der DE-PS 2 820 965 ist eine Kopiervorrichtung beschrieben, in der zwischen der Lichtquelle und dem fotografischen Film ein Flüssigkristalldisplay angebracht ist. Über eine elektrische Ansteue-rung wird auf diesem Display eins Schwarzweiss-Negativmaske des Originals erzeugt. Wird nun die Papierbelichtung durch die Maske und das Original durchgeführt, so ergibt sich dadurch eine erwünschte Dichtekompression. Es hat sich jedoch herausgestellt, dass bei den so hergestellten Papierbildern Farbfehler auftreten. DE-PS 2 820 965 describes a copying device in which a liquid crystal display is mounted between the light source and the photographic film. An electronic control creates a black and white negative mask of the original on this display. If the paper exposure is now carried out through the mask and the original, this results in a desired density compression. However, it has been found that color errors occur in the paper images produced in this way.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum Maskieren von Bildvorlagen so auszubilden, dass diese Farbfehler vermieden werden. It is therefore the object of the invention to design a device for masking image originals in such a way that these color errors are avoided.

Gelöst wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Mit dieser Vorrichtung lässt sich eine Abhängigkeit der Färbung des Papierabzuges von der Maskierungsstärke vermeiden. The object is achieved by a device with the features of claim 1. With this device, a dependence of the color of the paper print on the masking strength can be avoided.

Diese «Farbneutralität» der Beleuchtungseinrichtung bedeutet nicht, dass das Kopierlicht keine Färbung aufweisen darf, sondern dass sich diese Färbung trotz unterschiedlicher Helligkeit von Bereich zu Bereich nicht verändern darf. Das Kopierlicht muss folglich bei unterschiedlichen Maskierungsstärken die gleiche Färbung aufweisen, wobei sich dies nicht auf den sichtbaren Spektralbereich, sondern auf den Wellenlängenbereich bezieht, der der spektralen Empfindlichkeit des Fotopapiers entspricht. Würde sich die Färbung bei unterschiedlichen Maskierungsstärken ändern, spricht man auch von einem Farbkippen der Maske. This “color neutrality” of the lighting device does not mean that the copying light may not have any coloring, but that this coloring may not change from area to area despite different brightness. The copying light must consequently have the same coloration at different masking strengths, this not referring to the visible spectral range, but to the wavelength range which corresponds to the spectral sensitivity of the photographic paper. If the coloration changes with different masking strengths, one speaks of a color shift of the mask.

Es ist notwendig, dass sich die Farbneutralität der Maske nicht auf das visuelle Spektrum, sondern auf die Wellenlängenbereiche bezieht, in denen das Papier seine wesentliche Empfindlichkeit hat. Unterschiede gibt es hier vor allem im roten Spektralbereich. Während das Empfindlichkeitsmaximum von Fotopapier normalerweise bei einer Wellenlänge von mehr als 700 nm liegt, weist das menschliche Auge bei dieser Wellenlänge nur eine sehr geringe Empfindlichkeit auf. It is necessary that the color neutrality of the mask does not refer to the visual spectrum, but to the wavelength ranges in which the paper has its essential sensitivity. The main differences are in the red spectral range. While the maximum sensitivity of photo paper is usually at a wavelength of more than 700 nm, the human eye has only a very low sensitivity at this wavelength.

Die Beleuchtungseinrichtung, mit deren Hilfe die Bildvorlage ausgeleuchtet wird, ist in einem ersten Ausführungsbeispiel so ausgeführt, dass sie lediglich eine LED-Matrix aufweist. Die einzelnen LED-Elemente können unabhängig voneinander angesteuert werden, so dass die eigentliche Lichtquelle gleichzeitig als Maske dient. In a first exemplary embodiment, the lighting device with the aid of which the image original is illuminated is designed such that it only has an LED matrix. The individual LED elements can be controlled independently of one another, so that the actual light source also serves as a mask.

In einer anderen Ausführungsform wird eine herkömmliche Lichtquelle, beispielsweise mit Lampe, Filteranordnung und Spiegeischacht, und eine LCD-Matrix verwendet. In another embodiment, a conventional light source, for example with a lamp, filter arrangement and mirror shaft, and an LCD matrix are used.

Soll sowohl bei der Verwendung einer LED-Matrix als auch einer LCD-Matrix verhindert werden, dass die einzelnen Bereiche auf dem Papierbild sichtbar werden, werden sie entweder über ein Objektiv unscharf in der Papierebene abgebildet und/ oder es wird zwischen der Beleuchtungseinrichtung und der Bildvorlage eine Glättungsmattscheibe vorgesehen, so dass die Grenzen der Bereiche auf dem Papier nicht zu erkennen sind. If both the use of an LED matrix and an LCD matrix is to prevent the individual areas from becoming visible on the paper image, they are either imaged out of focus in the paper plane using a lens and / or between the lighting device and the original image a smoothing matt screen is provided so that the boundaries of the areas on the paper cannot be seen.

Sollen die lokalen Bereiche einer LCD-Matrix direkt in ihrem Grauwert verändert werden, lassen sich bevorzugt sog. Guest-Host-Zellen verwenden. Bei diesen Farbstoff-Flüssigkeitskristallen lässt sich durch gezielte Farbstoffeinlagerungen eine praktisch farbneutrale Helligkeitsänderung in den wichtigen Spektralbereichen erzielen. If the local areas of an LCD matrix are to be changed directly in terms of their gray value, so-called guest host cells can preferably be used. With these dye-liquid crystals, a practically color-neutral change in brightness in the important spectral ranges can be achieved by targeted dye storage.

Sowohl bei der Verwendung einer LED-Matrix als auch bei der Verwendung eines Guest Host Liquid Crystal Displays (im folgenden als Guest-Host-LCDs bezeichnet) ist es besonders vorteilhaft, wenn alle lokalen Bereiche über eigene Steuerleitungen verfügen und somit über eine Steuerelektronik direkt einzeln angesteuert werden können. Es kann eine Wechselspannungsquelle vorgesehen sein, um die Helligkeit der einzelnen Bereiche über die angelegte Wechselspannung zu steuern. Zur Steuerung der Wechselspannung muss für jeden Bereich ein eigener Verstärker vorgesehen werden. Ist eine hohe Auflösung der Beleuchtungseinrichtung mit in etwa 1000 bis 2000 einzelnen Bereichen gefordert, so lässt sich ein integrierter Schaltkreis verwenden, der normalerweise zur Steuerung von TFT-Displays verwendet wird. Da diese Bausteine jedoch keine hohen Spannungen abgeben können, diese Spannungen aber benötigt werden, um grosse Leuchtstärken und dadurch kurze Belichtungszeiten zu erzielen, ist es sinnvoller, Spannungsquellen mit pulsierendem Gleichstrom zu verwenden. Die Helligkeitsänderung der Bereiche wird jeweils durch die Änderung des Effektivwertes der Spannung erreicht. Dieser Effektivwert lässt sich beispielsweise ändern, indem die Kurvenform der Spannung beeinflusst wird oder aber, indem man die Anzahl der durchgeschalteten Impulse regelt. Dies lässt sich so verwirklichen, dass jedem Bereich ein Umschalter zugeordnet wird, über den entweder eine Gleichspannungsquelle oder ein Vergleichspotential auf den Bereich geschaltet wird und dass ein gemeinsamer Umschalter für alle Bereiche vorgesehen ist, über den die Gleichspannungsquelle oder das Vergleichspotential gleichzeitig auf alle Bereiche aufgeschaltet wird. Wird nun der gemeinsame Umschalter mit einer Frequenz im kHz-Bereich - vorzugsweise zwischen 1 und 100 kHz - geschaltet, so kann ein lokaler Bereich aktiviert werden, wenn der ihm zugeordnete Umschalter jeweils in Gegenphase zu dem gemeinsamen Umschalter geschaltet wird. Wird er in Gleichphase geschaltet, so wird der jeweilige Bereich deaktiviert. Die Helligkeit kann nun so geregelt werden, dass während einer festgelegten Periodendauer der dem Bereich zugeordnete Umschalter eine bestimmte Anzahl an Schaltvor5 Both when using an LED matrix and when using a guest host liquid crystal display (hereinafter referred to as guest host LCDs), it is particularly advantageous if all local areas have their own control lines and thus control electronics directly individually can be controlled. An AC voltage source can be provided in order to control the brightness of the individual areas via the AC voltage applied. A separate amplifier must be provided for each area to control the AC voltage. If a high resolution of the lighting device with approximately 1000 to 2000 individual areas is required, an integrated circuit can be used, which is normally used to control TFT displays. However, since these modules cannot emit high voltages, but these voltages are required to achieve high luminosities and therefore short exposure times, it makes more sense to use voltage sources with pulsating direct current. The change in brightness of the areas is achieved by changing the effective value of the voltage. This effective value can be changed, for example, by influencing the curve shape of the voltage or by regulating the number of pulses that are switched through. This can be implemented in such a way that a switch is assigned to each area, via which either a DC voltage source or a comparison potential is switched to the area, and that a common switch is provided for all areas, via which the DC voltage source or the comparison potential is simultaneously connected to all areas becomes. If the common changeover switch is now switched at a frequency in the kHz range, preferably between 1 and 100 kHz, a local range can be activated if the changeover switch assigned to it is switched in opposite phase to the common changeover switch. If it is switched in phase, the respective area is deactivated. The brightness can now be regulated in such a way that the changeover switch assigned to the area switches a certain number of switching times during a defined period

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gängen in Gegenphase und eine bestimmte Anzahl phasengleich mit dem gemeinsamen Umschalter durchführt. Auf diese Art lässt sich über die Grösse von aufgeschalteten Pulspaketen der Effektivwert der Spannung regeln. gears in opposite phase and a certain number of phases in phase with the common switch. In this way, the effective value of the voltage can be regulated via the size of the pulse packets that are connected.

Es besteht nun ein gewisser Widerspruch darin, dass die Schaltfrequenz des gemeinsamen Umschalters möglichst niedrig gehalten werden soll, um beispielsweise eine Guest-Host-Zelle trotz hoher Leitungswiderstände zwischen der Spannungsquelle und der Zelle mit hoher Spannung (grosse Transparenz) versorgen zu können; andererseits ist eine hohe Frequenz notwendig, um genügend unterschiedliche Transparenzstufen erzeugen zu können. Dies resultiert insbesondere aus der nichtlinearen Spannungs-Transparenzkurve heutiger LCDs. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird daher die Schaltfrequenz der Umschalter periodisch geändert. Jede Periode beginnt mit einer hohen und endet mit einer niedrigen Frequenz. Die Breite der erzeugten Impulse nimmt folglich mit der Periodendauer zu. Ebenso lässt sich die Spannung so steuern, dass auch sie während der Periode verändert wird. Auf diese Weise kann ein Spannungsverlauf erzeugt werden, der in jeder Steuerperiode lediglich so viele Impulse aufweist, wie Transparenzstufen benötigt werden, und trotzdem der nichtlinearen Transparenzkurve der LCDs sehr gut angepasst ist. There is now a certain contradiction in that the switching frequency of the common switch should be kept as low as possible, for example to be able to supply a guest-host cell with high voltage (high transparency) despite high line resistances between the voltage source and the cell; on the other hand, a high frequency is necessary in order to be able to generate enough different levels of transparency. This results in particular from the non-linear voltage-transparency curve of today's LCDs. In a preferred embodiment, the switching frequency of the changeover switch is therefore changed periodically. Each period starts with a high and ends with a low frequency. The width of the generated pulses consequently increases with the period. The voltage can also be controlled so that it is changed during the period. In this way, a voltage curve can be generated that only has as many pulses in each control period as transparency levels are required, and is nevertheless very well adapted to the non-linear transparency curve of the LCDs.

Während der gemeinsame Umschalter bei einer grossen Anzahl von lokalen Bereichen diskret aufgebaut sein kann, lassen sich die den einzelnen Bereichen zugeordneten Umschalter mit einem handelsüblichen integrierten Schaltkreis realisieren. Um lange Leitungswege und eine grosse Anzahl von Steuerleitungen von einer Steuerelektronik zu dem Display zu vermeiden, ist es vorteilhaft, die integrierten Schaltkreise direkt auf der Matrix zu befestigen. While the common changeover switch can be constructed discretely in a large number of local areas, the changeover switches assigned to the individual areas can be implemented with a commercially available integrated circuit. In order to avoid long line paths and a large number of control lines from control electronics to the display, it is advantageous to mount the integrated circuits directly on the matrix.

Um nun eine farbneutrale Hell/Dunkel-Änderung der lokalen Bereiche der Beleuchtungseinrichtung auf andere Weise zu gewährleisten, können diese Bereiche in mehrere Bereichselemente unterteilt werden. Diese Bereichselemente sind nur in den Zustand «hell» oder «dunkel» schaltbar. Das bedeutet, dass ein auf «dunkel» geschaltetes Bereichselement praktisch kein Licht der als bedeutend eingestuften Wellenlängen passieren lassen darf. Auf diese Weise können für jeden Bereich durch die Kombination von aktivierten und nicht aktivierten Bereichselementen verschiedene Graustufen erreicht werden, ohne dass dabei ein Farbkippen auftritt. Für diese Anwendung werden bevorzugt ferroelektrische Flüssigkristalle verwendet. In order to ensure a color-neutral light / dark change of the local areas of the lighting device in a different way, these areas can be divided into several area elements. These area elements can only be switched to the "light" or "dark" state. This means that a section element that is switched to “dark” is not allowed to let light of the wavelengths classified as significant pass through. In this way, different gray levels can be achieved for each area by the combination of activated and non-activated area elements, without a color shift occurring. Ferroelectric liquid crystals are preferably used for this application.

Ferroelektrische Flüssigkristalle zeigen ein bistabiles Verhalten. Das bedeutet, dass jede Zelle vor jedem Kopiervorgang nur einmal angesteuert werden muss, um sie in den benötigten Zustand zu versetzen. Diesen hält sie dann bis zur nächsten Ansteuerung. Durch dieses Verhalten wird eine einfache Matrixsteuerung des Displays möglich. Ferroelectric liquid crystals show bistable behavior. This means that each cell only has to be activated once before each copying process in order to put it in the required state. It then holds this until the next activation. This behavior enables simple matrix control of the display.

Um jeden Bereich mit einer ausreichend feinen Helligkeitsabstufung steuern zu können, weist jeder der einzelnen Bereiche sechs unterschiedliche Bereichselemente auf. Wenn die Bereichselemente so dimensioniert sind, dass weder die Fläche eines In order to be able to control each area with a sufficiently fine gradation of brightness, each of the individual areas has six different area elements. If the area elements are dimensioned so that neither the area of a

Elements aus der Summe mehrerer Flächen anderer Elemente gebildet werden kann noch die Summe mehrerer Flächen gleich der Summe anderer Flächen ist, lässt sich bei der Verwendung sechs unterschiedlicher Bereichselemente eine Abstufung mit vierundsechzig Einzelstufen erreichen. Um eine regelmässige Abstufung zu erhalten, müssen sich die Flächen wie 1:2:4:8:16:32 verhalten. Wird beispielsweise bei grosser Helligkeit eine feinere Abstufung als bei geringer Helligkeit benötigt oder umgekehrt, so lässt sich das angegebene Verhältnis selbstverständlich entsprechend abändern. Elements can be formed from the sum of several areas of other elements, while the sum of several areas is equal to the sum of other areas, a gradation with sixty-four individual levels can be achieved when using six different area elements. To get a regular gradation, the areas have to behave like 1: 2: 4: 8: 16: 32. For example, if a finer gradation is required at high brightness than at low brightness or vice versa, the specified ratio can of course be changed accordingly.

Will man mit weniger Bereichselementen pro Bereich auskommen, so lässt sich die Anzahl der Abstufungen auch über eine Zeitschaltung erhöhen. Weist ein Bereich beispielsweise nur zwei Bereichselemente auf - wäre also nur in vier Stufen zu schalten - so Hessen sich die Stufen mit einer Steuerung erhöhen, die es ermöglicht, während der Kopierbelichtung nochmals einen Schaltvorgang durchzuführen. If you want to get by with fewer area elements per area, the number of levels can also be increased using a timer. If, for example, an area has only two area elements - that would only be switchable in four stages - Hessen increases the levels with a controller that makes it possible to perform another switching operation during the copy exposure.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen im Zusammenhang mit der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, das anhand der Zeichnung eingehend erläutert wird. Further details and advantages of the invention emerge from the dependent claims in connection with the description of an exemplary embodiment, which is explained in detail with reference to the drawing.

Es zeigen: Show it:

Fig. 1 ein erfindungsgemässes Kopiergerät, Fig. 2 einen Ausschnitt aus einem LCD-Display mit Einzelansteuerung der Bereiche in Aufsicht, 1 shows a copier according to the invention, FIG. 2 shows a detail from an LCD display with individual control of the areas in supervision,

Fig. 3 einen Schaltplan für die Aktivierung und Deaktivierung eines Bereichs, 3 shows a circuit diagram for the activation and deactivation of an area,

Fig. 4 eine Realisierung der Schaltung mit integrierten Schaltkreisen, 4 an implementation of the circuit with integrated circuits,

Fig. 5 an eine nichtlineare Transparenzkurve an-gepasste Steuerperioden, 5 shows control periods adapted to a nonlinear transparency curve,

Fig. 6 eine Anordnung zur automatischen Überwachung des Dichteverlaufs in einem LCD-Display gemäss Fig. 2 in Grundriss und Seitenansicht und Fig. 6 shows an arrangement for automatic monitoring of the density profile in an LCD display according to FIG. 2 in plan and side view

Fig. 7 einen der lokalen Bereiche eines LCD-Displays mit sechs einzelnen Bereichselementen. 7 shows one of the local areas of an LCD display with six individual area elements.

Das in Fig. 1 dargestellte Kopiergerät weist eine Beleuchtungseinrichtung 1, bestehend aus einer Lichtquelle 2, einem Spiegelschacht 3, einer Streuscheibe 4, einer LCD-Matrix 5 und einer Glättungs-mattscheibe 6 auf. Anstatt der LCD-Matrix 5 kann auch eine LED-Matrix vorgesehen sein, die sowohl die Lichtquelle 2 als auch den Spiegelschacht 3 und die Streuscheibe 4 überflüssig macht. The copying machine shown in FIG. 1 has an illumination device 1, consisting of a light source 2, a mirror shaft 3, a diffusing screen 4, an LCD matrix 5 and a smoothing matt screen 6. Instead of the LCD matrix 5, an LED matrix can also be provided, which makes both the light source 2 and the mirror shaft 3 and the lens 4 superfluous.

Weiterhin ist eine Filmbühne 7 für den Film 8 mit dem Einzelbild 9 und ein Abbildungsobjektiv 10 vorgesehen, welches das Bild auf das Papier 13 projiziert. Das Papier wird durch die Papierbühne 12 während der Belichtung plan gehalten. In einer hier nicht gezeigten, in Transportrichtung vor der Kopierstation liegenden Scanstation wird das Negativ erst ausgemessen, und die ermittelten Dichtewerte werden an den Rechner 11 übermittelt. Dort werden die Scanwerte in eine unscharfe Maske umgeformt und die Steuersignale für die LCD-Matrix ermittelt. Die LCD-Matrix 5 wird über die Leitungen 43 vom Rechner 11 dann entsprechend angesteuert. Furthermore, a film stage 7 is provided for the film 8 with the single image 9 and an imaging lens 10 which projects the image onto the paper 13. The paper is held flat by the paper stage 12 during the exposure. The negative is first measured in a scanning station (not shown here) lying in front of the copying station in the transport direction, and the determined density values are transmitted to the computer 11. There the scan values are transformed into an unsharp mask and the control signals for the LCD matrix are determined. The LCD matrix 5 is then controlled accordingly by the computer 11 via the lines 43.

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Als besonders geeignet für die Maskengenerie-rung haben sich sog. Guest-Host-LCDs erwiesen. Bei diesen LCDs kann der Grauwert bzw. die Transparenz spannungsabhängig gesteuert werden. Sie weisen ausserdem eine hohe Temperaturstabilität auf und sowohl die Transparenz als auch die Farbneutralität sind nur in geringem Masse vom Betrachtungswinkel abhängig. Um ein Guest-Host-LCD mit diesen Vorteilen verwenden zu können, wird jedoch eine Einzelansteuerung jeder Zelle benötigt. Eine Ausschnittsvergrösserung eines Guest-Host-LCDs ist in Fig. 2 dargestellt. Die einzelnen Zellen 20 weisen jeweils einen Eingang 30 auf. Als Ausgang dient eine leitende Platte 23, die allen Zellen 20 gemeinsam zugeordnet ist. Mit der Platte 23 ist die allen Zellen gemeinsame zweite Steuerleitung 32 verbunden. Die Steuerleitungen 30 verlaufen als Leiterbündel 24 zwischen den einzelnen Zellen 20. Urn die Anzahl der Leitungen pro Leiterbündel so klein wie möglich zu halten, sind die Leitungen links und rechts der Mitte 25 des LCDs jeweils zu unabhängigen Bündeln zu-sammengefasst. So-called guest-host LCDs have proven to be particularly suitable for mask generation. With these LCDs, the gray value or the transparency can be controlled depending on the voltage. They also have a high temperature stability and both the transparency and the color neutrality are only slightly dependent on the viewing angle. In order to be able to use a guest-host LCD with these advantages, however, individual control of each cell is required. An enlarged detail of a guest host LCD is shown in FIG. 2. The individual cells 20 each have an input 30. A conductive plate 23, which is assigned to all cells 20 together, serves as the output. The second control line 32 common to all cells is connected to the plate 23. The control lines 30 run as a conductor bundle 24 between the individual cells 20. In order to keep the number of lines per conductor bundle as small as possible, the lines to the left and right of the center 25 of the LCD are combined into independent bundles.

Um galvanische Prozesse in den einzelnen Zellen zu vermeiden, muss die Zelle mit einer Wechselspannung beaufschlagt werden. Die Transparenz der Zelle lässt sich dann durch den Effektivwert der Wechselspannung steuern. Da eine analoge Verstärkung der Wechselspannung für jede einzelne Zelle des Displays äusserst aufwendig wäre, wird die Effektivspannung über die Anzahl der durchgeschalteten Impulse geregelt. Ein besonders einfaches Beispiel zur Realisierung dieser Schaltung ist in Fig. 3 gezeigt. Eine erste Steuerleitung 30 der Zelle 20 ist mit dem Umschalter 33 verbunden, der die Zelle entweder mit einer Gleichstromversorgungsspannung 31 oder mit einem Bezugspotential 34 verbindet. Die zweite Steuerleitung 32 für alle Zellen ist mit einem gemeinsamen Umschalter 35 verbunden. Auch dieser Umschalter 35 verbindet die Zelle entweder mit der Gleichstromquelle 31 oder dem Bezugspotential 34. Die Schalter werden mit einer vorherbestimmten Frequenz, beispielsweise 40 kHz, von ihrer durchgezogenen in ihre gestrichelte Stellung umgeschaltet. An der ersten Steuerleitung 30 liegt dadurch ein Rechteck-Gleichspan-nungssignal mit dem Kurvenverlauf A an, während an der zweiten Steuerleitung 32 ein Signal mit dem Verlauf nach der Kurve B anliegt. Durch die Richtungsumkehr der Spannung bei jedem Schaltvorgang verläuft die an der Zelle 20 anliegende Spannung gemäss der Kurve C. Fig. 3a zeigt nun die Schaltung in einem Zustand, in dem Wechselspannungsimpulse an die Zelle 20 durchgeschaltet werden, während die Zelle der in Fig. 3b gezeigten Schaltung mit keinen Impulsen beaufschlagt wird. To avoid galvanic processes in the individual cells, an alternating voltage must be applied to the cell. The transparency of the cell can then be controlled by the RMS value of the AC voltage. Since an analog amplification of the AC voltage for each individual cell of the display would be extremely complex, the effective voltage is regulated via the number of pulses switched through. A particularly simple example for realizing this circuit is shown in FIG. 3. A first control line 30 of the cell 20 is connected to the changeover switch 33, which connects the cell either to a direct current supply voltage 31 or to a reference potential 34. The second control line 32 for all cells is connected to a common changeover switch 35. This changeover switch 35 also connects the cell either to the direct current source 31 or to the reference potential 34. The switches are switched from their solid position to their dashed position at a predetermined frequency, for example 40 kHz. As a result, a rectangular DC voltage signal with the curve profile A is present on the first control line 30, while a signal with the profile after the curve B is present on the second control line 32. By reversing the direction of the voltage during each switching operation, the voltage applied to cell 20 runs according to curve C. FIG. 3a now shows the switching in a state in which alternating voltage pulses are switched through to cell 20, while the cell in FIG. 3b shown circuit with no pulses.

Geht man davon aus, dass für die Maskierung eine Transparenzabstufung von ca. 50 Dichtestufen der Zelle ausreichend ist und die Zelle sich linear verhält, so wird eine Steuerperiode über 50 Einzelimpulse festgelegt. Die Steuerung der Effektivspannung und damit der Dichtestufe der Zelle erfolgt dann über die Anzahl der durchgeschalteten Impulse pro Steuerperiode. Dazu muss lediglich der Schalter 33 gesteuert werden, während der Schalter 35 kontinuierlich mit der vorherbestimmten Frequenz schaltet. If one assumes that a gradation of transparency of approximately 50 density levels of the cell is sufficient for the masking and that the cell behaves linearly, a control period of 50 individual pulses is defined. The effective voltage and thus the density level of the cell are then controlled via the number of switched pulses per control period. For this purpose, only the switch 33 has to be controlled, while the switch 35 switches continuously with the predetermined frequency.

Fig. 4 zeigt ein Display 40 mit den Einzeizellen 20. Der für alle Zellen 20 gemeinsame Umschalter 35 ist diskret aufgebaut und schaltet die zweite Steuerleitung 32 entweder auf die Versorgungsspannung 31 oder das Bezugspotential 34. Die Schalter 33 für jede Zelle 20 sind in den integrierten Schaltkreisen 41 realisiert und über die Ausgänge 42 mit den ersten Steuerleitungen 30 verbunden. Auch die ICs 41 sind mit der Versorgungsspannung 31 und dem Bezugspotential 34 verbunden. Über die Leitungen 43 steht das Display mit dem in Fig. 1 angedeuteten Rechner 11 in Verbindung. 4 shows a display 40 with the single cells 20. The switch 35 common to all cells 20 is constructed discretely and switches the second control line 32 either to the supply voltage 31 or to the reference potential 34. The switches 33 for each cell 20 are integrated Circuits 41 realized and connected to the first control lines 30 via the outputs 42. The ICs 41 are also connected to the supply voltage 31 and the reference potential 34. The display is connected to the computer 11 indicated in FIG. 1 via the lines 43.

Befinden sich die integrierten Schaltkreise auf einer eigenen Leiterplatte, so müssen sämtliche Ausgänge der ICs über flexible Elemente mit dem Display kontaktiert werden. Bevorzugt werden daher die ICs direkt auf dem Display befestigt. Auf diese Weise wird nur eine geringe Anzahl Steuerleitungen zwischen dem Display und dem Rechner benötigt. If the integrated circuits are on their own circuit board, all outputs of the ICs must be contacted with the display via flexible elements. The ICs are therefore preferably attached directly to the display. In this way, only a small number of control lines are required between the display and the computer.

Fig. 5a zeigt eine nichtlineare Transparenzkurve einer Guest-Host-Zelle. Um die gleichmässige Transparenzabstufung Ti bis T4 erzeugen zu können, muss die Zelle mit den Spannungen Vi bis V4 versorgt werden. Die benötigte Spannung wird dadurch erzeugt, dass in jeder Steuerperiode 47 nur eine bestimmte Anzahl von Impulsen durchgeschaltet wird. Bei dem in Fig. 5a gezeigten Beispiel muss jede Steuerperiode wenigstens in 15 Impulse zerlegt werden, um eine annähernd gleichmässige Abstufung in 4 Transparenzstufen zu erzielen. Besonders bei der Spannung V3 lässt sich erkennen, dass sie sich nicht durch eine ganze Impulszahl realisieren lässt und somit für eine genauere Abstufung eine noch höhere Impulsfrequenz notwendig wäre. 5a shows a nonlinear transparency curve of a guest-host cell. In order to be able to produce the uniform transparency gradation Ti to T4, the cell must be supplied with the voltages Vi to V4. The required voltage is generated in that only a certain number of pulses are switched through in each control period 47. In the example shown in FIG. 5a, each control period must be broken down into at least 15 pulses in order to achieve an almost uniform gradation in 4 transparency levels. It can be seen in particular with the voltage V3 that it cannot be realized by an entire number of pulses and an even higher pulse frequency would therefore be necessary for a more precise gradation.

Fig. 5b zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel. Hier wird in jeder Steuerperiode 47 nicht nur die Impulsbreite, sondern auch die Amplitude variiert. Damit ist eine Anpassung an praktisch jede Transparenzkurve möglich, obwohl die Zahl der Impulse nicht höher als die Zahl der Transparenzstufen ist. Die Darstellung zeigt jeweils den Zeitpunkt, zu dem in jeder Steuerperiode keine weiteren Impulse an die Zelle geschaltet werden, um die Transparenzstufen Ti bis T4 zu erreichen. 5b shows a preferred embodiment. Here, not only the pulse width, but also the amplitude is varied in each control period 47. This enables adaptation to practically any transparency curve, although the number of impulses is not higher than the number of transparency levels. The illustration shows the point in time at which no further pulses are switched to the cell in each control period in order to achieve the transparency levels Ti to T4.

In den Fig. 6a und 6b ist - ausgehend von dem Kopiergerät gemäss Fig. 1 - eine Anordnung dargestellt zur Überwachung des Dichteverlaufs der LCD 5 gemäss Fig. 1. Hierzu ist ausserhalb des Querschnitts des Mischschachtes 3, jedoch im Einflussbereich der Lichtquelle 2, ein zusätzliches Testpixel 5a in der LCD vorgesehen. Dieses Pixel ist von einer zusätzlichen Blende umgeben, so dass ein darüber angeordneter Fotosensor 48 nur das Licht empfangen kann, das durch das zusätzliche Testpixel 5a hindurchgetreten ist. Die Durchlässigkeit des Pixels 5a wird in gleicher Weise wie die Durchlässigkeit der Pixel innerhalb des Mischschachtes über dieselben Steuereinrichtungen gesteuert. Auf diese Weise ist es möglich, mit der ständigen Bestrahlung durch die Lichtquelle 2 jeweils zu dem Ansteuerstrom die Durchlässigkeit 6a and 6b - starting from the copying machine according to FIG. 1 - an arrangement for monitoring the density profile of the LCD 5 according to FIG. 1 is shown. For this purpose, outside the cross-section of the mixing shaft 3, but in the area of influence of the light source 2 additional test pixel 5a is provided in the LCD. This pixel is surrounded by an additional aperture, so that a photosensor 48 arranged above it can only receive the light that has passed through the additional test pixel 5a. The permeability of the pixel 5a is controlled in the same way as the permeability of the pixels within the mixing shaft via the same control devices. In this way it is possible, with the constant irradiation by the light source 2, to transmit the drive current to the drive current

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des Pixels 5a durch den Fotosensor 48 zu prüfen. Fällt der gemessene Lichtwert aus dem Toleranzrahmen, wird ein entsprechendes Warnsignal von dem Gerät an die Bedienungsperson gegeben. of the pixel 5a to be checked by the photo sensor 48. If the measured light value falls outside the tolerance range, the device sends a corresponding warning signal to the operator.

Darüber hinaus ist in grösseren Zeitabständen eine Prüfung der Gleichförmigkeit der Durchlässigkeit der LCD möglich. Hierzu ist ein dem Fotosensor 48 entsprechendes Bauteil auf einer in X- und Y-Richtung verschiebbaren Einrichtung angeordnet, das alle Pixel des LCD nacheinander abfährt und jeweils die ein Mass für die Durchlässigkeit liefernden Helligkeitswerte des Fotosensors 48 misst. Für aus dem Toleranzrahmen fallende Werte kann eine automatische Nachjustierung der Spannungswerte im Ansteuerstromkreis vorgenommen werden. Dies erlaubt also eine genaue Justierung des LCD in der Weise, dass z.B. in gewissen Zeitabständen die Gleichmässigkeit der Durchlässigkeit überprüft und bei Abweichungen wieder hergestellt werden kann. In addition, the uniformity of the permeability of the LCD can be checked at longer intervals. For this purpose, a component corresponding to the photosensor 48 is arranged on a device which can be displaced in the X and Y directions, which moves all pixels of the LCD one after the other and in each case measures the brightness values of the photosensor 48 which provide a measure of the permeability. For values falling outside the tolerance range, the voltage values in the control circuit can be readjusted automatically. This therefore allows an exact adjustment of the LCD in such a way that e.g. the regularity of the permeability can be checked at certain intervals and restored in the event of deviations.

In einem anderen Ausführungsbeispiel ist zur Maskenbildung ein ferroelektrisches LCD vorgesehen. Die Matrix ist in eine Vielzahl von einzelnen lokalen Bereichen 50 (Fig. 7) aufgeteilt. Jeder dieser Bereiche 50 ist nochmals in sechs einzeln ansteuerbare Bereichselemente unterteilt. Die Bereichselemente a, b, c, d, e und f werden vom Rechner 11 einmal vor jedem Kopiervorgang angesteuert und entweder auf grösste oder auf geringste Transparenz geschaltet. Durch die möglichen Kombinationen der einzelnen Bereichselemente lassen sich dabei vierundsechzig Transparenzstufen des gesamten Bereiches 50 erreichen. Da sich die Bereichselemente a, b, c, d, e und f wie 1:2:4:8:16:32 verhalten ergibt sich eine Einteilung in gleich grosse Stufen. In another embodiment, a ferroelectric LCD is provided for mask formation. The matrix is divided into a plurality of individual local areas 50 (FIG. 7). Each of these areas 50 is subdivided into six individually controllable area elements. The area elements a, b, c, d, e and f are controlled by the computer 11 once before each copying process and switched to either the greatest or the least transparency. The possible combinations of the individual area elements make it possible to achieve sixty-four levels of transparency of the entire area 50. Since the area elements a, b, c, d, e and f behave like 1: 2: 4: 8: 16: 32, there is a division into equally large levels.

Werden noch mehr Stufen benötigt, so lässt sich die Zeit als zusätzlicher Variationsfaktor integrieren. Dies bedeutet allerdings, dass während des Kopiervorganges ein- oder mehrmals geschaltet werden muss. Bei nur einem zusätzlichen Schaltvorgang während des Kopierens lässt sich die Abstufung nochmals auf 128 Stufen verdoppeln. Wird eine geringere Anzahl von Stufen benötigt, kann auch die Anzahl der Bereichselemente entsprechend verringert werden. If even more levels are required, time can be integrated as an additional variation factor. However, this means that switching must be carried out one or more times during the copying process. With just one additional switching operation during copying, the gradation can be doubled again to 128 levels. If a smaller number of stages is required, the number of area elements can also be reduced accordingly.

Claims (28)

PatentansprücheClaims 1. Vorrichtung zum Kopieren von transparenten Bildvorlagen auf lichtempfindliches Material, mit einem Halter für das lichtempfindliche Material, einem Halter für die transparenten Bildvorlagen und einer Beleuchtungseinrichtung, die eine Vielzahl von lokalen Bereichen aufweist, deren Helligkeit einzeln steuerbar ist und mit der das lichtempfindliche Material in den Grundfarben Blau, Grün und Rot wenigstens zeitweise gleichzeitig belichtet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Helligkeit jedes einzelnen lokalen Bereiches (20, 50) in den Spektralbereichen, die der Umgebung der blauen, grünen und roten Empfindlichkeitsmaxima des lichtempfindlichen Materials (13) entsprechen, annähernd um den gleichen Faktor veränderbar ist.1.Device for copying transparent image originals onto light-sensitive material, with a holder for the light-sensitive material, a holder for the transparent image originals and a lighting device which has a multiplicity of local areas, the brightness of which can be controlled individually and with which the light-sensitive material can be controlled the primary colors blue, green and red are exposed at least temporarily at the same time, characterized in that the brightness of each individual local area (20, 50) in the spectral areas corresponding to the surroundings of the blue, green and red sensitivity maxima of the light-sensitive material (13), can be changed approximately by the same factor. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Veränderung der jeweiligen2. Device according to claim 1, characterized in that a change in the respective Helligkeitsmittelwerte über die Spektralbereiche von 420-490 nm, von 500-560 nm und von 670-730 nm annähernd gleich ist.Average brightness values over the spectral ranges of 420-490 nm, 500-560 nm and 670-730 nm are approximately the same. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinrichtung (1) eine LED-Matrix enthält.3. Device according to claim 1, characterized in that the lighting device (1) contains an LED matrix. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinrichtung (1) eine Lichtquelle (2) und eine LCD-Matrix (5) enthält.4. The device according to claim 1, characterized in that the lighting device (1) contains a light source (2) and an LCD matrix (5). 5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Bereiche (20, 50) über ein Objektiv (10) unscharf in der Positivebene abgebildet werden.5. The device according to claim 1, characterized in that the individual areas (20, 50) via an objective (10) are imaged out of focus in the positive plane. 6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Beleuchtungseinrichtung (1) und der Bildvorlage (9) eine Glättungs-mattscheibe (6) vorgesehen ist.6. The device according to claim 1, characterized in that a smoothing matt screen (6) is provided between the lighting device (1) and the image template (9). 7. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass für alle Bereiche (20) eigene Steuerleitungen vorgesehen sind.7. The device according to claim 3 or 4, characterized in that separate control lines are provided for all areas (20). 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass Farbstoff-Flüssigkristallzellen, sog. Guest-Host-LCDs vorhanden sind.8. The device according to claim 7, characterized in that dye-liquid crystal cells, so-called guest-host LCDs are present. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Wechselspannungsquelle oder wenigstens zwei Quellen einer pulsierenden Spannung vorgesehen sind und dass die Helligkeit der einzelnen Bereiche (20) über die an die Steuerleitungen (30, 32) angelegte Spannung gesteuert wird.9. The device according to claim 8, characterized in that an AC voltage source or at least two sources of a pulsating voltage are provided and that the brightness of the individual areas (20) is controlled via the voltage applied to the control lines (30, 32). 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorgesehen sind, die ein Ändern der Effektivspannung bei gleichbleibender Spitzenspannung ermöglichen.10. The device according to claim 9, characterized in that means are provided which allow changing the effective voltage with constant peak voltage. 11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel den Effektivwert der Spannung über die Anzahl der durchgeschalteten Impulse pro Zeiteinheit beeinflussen.11. The device according to claim 10, characterized in that the means influence the effective value of the voltage over the number of switched pulses per unit time. 12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Bereich eine erste Steuerleitung (30) aufweist, die über einen jedem Bereich (20) zugeordneten Umschalter (33) entweder an einer Versorgungsspannung (31) oder an einem bestimmten Potential (34) anliegt und dass alle Bereiche zweite Steuerleitungen (32) aufweisen, die über einen gemeinsamen Umschalter (35) entweder an der Versorgungsspannung oder dem Potential anliegen.12. The device according to claim 11, characterized in that each area has a first control line (30), which is connected via a switch (33) associated with each area (20) either to a supply voltage (31) or to a specific potential (34) and that all areas have second control lines (32) which are connected to the supply voltage or the potential via a common changeover switch (35). 13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass Steuermittel (11) vorgesehen sind, die den einem Bereich (20) zugeordneten Umschalter (33) im Gegentakt zu dem gemeinsamen Umschalter (35) von der Versorgungsspannung (31) auf das bestimmte Potential (34) schalten, um Impulse an den Bereich durchzuschalten und den zugeordneten Umschalter im Gleichtakt mit dem gemeinsamen Umschalter schalten, um keine weiteren Impulse auf den Bereich zu schalten.13. The apparatus according to claim 12, characterized in that control means (11) are provided, which the switch (33) assigned to an area (20) in push-pull to the common switch (35) from the supply voltage (31) to the specific potential ( 34) to switch pulses to the area and to switch the assigned changeover switch in synchronism with the common changeover switch so that no further pulses are switched to the area. 14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der gemeinsame Umschalter (35) mit einer Frequenz von 1 bis 100 kHz schaltet.14. The apparatus according to claim 13, characterized in that the common switch (35) switches at a frequency of 1 to 100 kHz. 15. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Pulsbreite der Impulse innerhalb der Zeiteinheit (47) unterschiedlich ist.15. The apparatus according to claim 13, characterized in that the pulse width of the pulses within the time unit (47) is different. 16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch ge-16. The apparatus according to claim 15, thereby 55 1010th 1515 2020th 2525th 3030th 3535 4040 4545 5050 5555 6060 6565 55 99 CH 685 580 A5CH 685 580 A5 kennzeichnet, dass die Pulsbreite der ersten Impulse jeder Zeiteinheit (47) geringer als die Pulsbreite der letzten Impulse jeder Zeiteinheit ist.indicates that the pulse width of the first pulses of each time unit (47) is less than the pulse width of the last pulses of each time unit. 17. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Amplitude der Impulse jeder Zeiteinheit (47) variabel ist.17. The apparatus according to claim 13, characterized in that the amplitude of the pulses of each time unit (47) is variable. 18. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass zum Schalten der Impulse integrierte Schaltkreise (41 ) vorgesehen sind.18. The apparatus according to claim 11, characterized in that integrated circuits (41) are provided for switching the pulses. 19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die integrierten Schaltkreise (41 ) auf dem Display (40) befestigt sind.19. The apparatus according to claim 18, characterized in that the integrated circuits (41) on the display (40) are attached. 20. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ausserhalb des Vorlagenbereichs ein LCD-Pixel (5a) vorgesehen ist, das von der Lichtquelle (2) beaufschlagt und von einem Fotosensor (48) überwacht ist, so dass die Durchlässigkeit des Pixels (5a) ständig kalibrierbar ist.20. The apparatus according to claim 4, characterized in that an LCD pixel (5a) is provided outside the original area, which is acted upon by the light source (2) and monitored by a photo sensor (48), so that the permeability of the pixel (5a ) is constantly calibratable. 21. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in Durchstrahlungsrichtung hinter der LCD-Matrix (5) ein Fotosensor (48) über alle LCD-Pixel hinweg bewegbar ist und die LCD-An-steuerung so mit dem Fotosensor (48) verbunden ist, dass Unterschiede in der Durchlässigkeit über die Ansteuerung der Pixel ausgeglichen werden.21. The apparatus according to claim 4, characterized in that a photosensor (48) can be moved over all LCD pixels behind the LCD matrix (5) in the radiation direction and the LCD control is thus connected to the photosensor (48) that differences in permeability are compensated for by controlling the pixels. 22. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Bereiche (50) mehrere, in zwei Zustände schaltbare Bereichselemente aufweisen und die Helligkeit jedes Bereiches (50) über die Anzahl der hell oder dunkel geschalteten Bereichselemente veränderbar ist.22. The apparatus according to claim 1, characterized in that the individual areas (50) have a plurality of area elements which can be switched in two states and the brightness of each area (50) can be varied via the number of light or dark switched area elements. 23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass als LCD-Matrix (5) ferroelektrische Flüssigkristalle vorhanden sind.23. The device according to claim 22, characterized in that ferroelectric liquid crystals are present as the LCD matrix (5). 24. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Bereiche (50) mehrere, in zwei Zustände schaltbare Bereichselemente unterschiedlicher Grösse aufweisen und die Helligkeit jedes Bereiches über die Anzahl und Zusammenstellung der Bereichselemente veränderbar ist.24. The device according to claim 22, characterized in that the individual areas (50) have a plurality of area elements of different sizes that can be switched into two states, and the brightness of each area can be changed via the number and combination of the area elements. 25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Bereich (50) sechs unterschiedliche Bereichselemente aufweist.25. The device according to claim 24, characterized in that each area (50) has six different area elements. 26. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Bereichselemente eines Bereichs (50) so dimensioniert sind, dass sich die Summe der Flächen mehrerer Bereichselemente von der Fläche eines anderen Bereichselementes oder der Summe der Flächen anderer Bereichselemente unterscheidet.26. The device according to claim 24, characterized in that the area elements of one area (50) are dimensioned such that the sum of the areas of a plurality of area elements differs from the area of another area element or the sum of the areas of other area elements. 27. Vorrichtung nach Anspruch 25 und Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Flächen der Bereichselemente wie 1:2:4:8:16:32 verhalten.27. The device according to claim 25 and claim 26, characterized in that the areas of the area elements behave as 1: 2: 4: 8: 16: 32. 28. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass Steuermittel vorgesehen sind, die die Helligkeit der einzelnen Bereiche während der Kopierbelichtung verändern.28. The apparatus according to claim 24, characterized in that control means are provided which change the brightness of the individual areas during the copy exposure. 55 1010th 1515 2020th 2525th 3030th 3535 4040 4545 5050 5555 6060 6565 66